电子与信息工程专业课程设计
第2章 NMEA-0183协议的简介
NMEA-0183协议是为了在不同的GPS导航设备中建立统一的RTCM(海事无线电技术委员会)标准，它是由美国国家海洋电子协会制定的。NMEA协议有0180、0182和0183这3种，0183可以认为是前两种的升级，也是目前使用最为广泛的一种。
NMEA输入报文提供了允许通过NMEA协议控制GPS的方法。
表1 传输格式
1.起始符包含3个字节，从MID100开始。 2.具体数据，特定的数据序列?
3.NMEA定义的校验是2个HEX的字符，适用于所有输入报文。
4.所有输入报文都以回车符
起始符 $PSRF
它所规定的通讯语句都是以ASCII码为基础的，NMEA-0183协议语句的数据格式如下：“$”为语句起始标志；“，”为域分隔符；“*”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）；“/”为终止符，所有的语句必须以它来结束，也就是ASCII字符的“回车”（十六进制的0D）和“换行”（十六进制的0A）。本文仅对 GPVTG这个信息语句进行详细分析以及对其所含信息的解析。 下面主要介绍GPVTG语句。
例：$GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F
字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息 字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0） 字段2：T=真北参照系
字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0） 字段4：M=磁北参照系
字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0） 字段6：N=节，Knots
字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0） 字段8：K=公里/时，km/h 字段9：校验值
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2.2 NMEA-0183的应用领域
1.水上GPS导航
在与水上导航有关的作业中，NMEA-0183标准被广泛地使用，如水下地形测量、海洋地球物理勘 探等。水上导航作业的配置主要有导航监控系统、GPS、测深仪、电罗经等。
目前，工程中比较常用的水上导航软件，除了国际知名的HYDRO、HYPACK、FUGRO等外，还有我国一些公司自行研制的软件。如中海达水上测量软件等，均可在其软件配置中设置数据NMEA-1083的输入。用于水上导航的GPS，它们的硬件设备都有专门的串口支持NMEA-0183数据输出。目前市场上大多数的接收机都支持NMEA-0183标准。 2.车载GPS导航定位
定位类似于水上作业，其导航设备配里主要有导航定位软件系统和及车速传感器、陀螺传感器等。目前，被广泛地应用于国防、交通、银行、消防、医疗、旅游等领域。其基本功能主要包括最佳路径选择、自动导航、多媒体辅助导航，其扩展功能包括数据查询等。
2.3 NMEA-0183数据处理中的注意事项
在开发基于GPS的应用系统中，要将GPS作为信息源，正确接收和解析GPS发送的NMEA-0183数据。此时，在编程实现时需要注意以下几个问题： 1、所需信息的正确提取
NMEA—O183是以语句形式发送数据的，接收机可能发送很多类型的语句，由于小数点位数不同等原因，语句的长度是可变的，在对接收到的数据进行解析时，不能按照该信息在语句中所处的字符位置来查找，只能依据逗号分隔符，这一点在数据提取的过程中非常重要。 2、通讯端口的设置
需要注意设置计算机的接口参数与GPS设备一致。NMEA规范推荐的串行通讯参数为“波特率：4800；奇偶校验：无；数据位：8；停止位：1”。
为解决信息的正确提取问题，并提高程序的复用性，可以编写适当的函数，如一个函数通过$字符判断语句头，一直到换行回车结束一条语句；一个函数通过“，”分隔符来提取语句字段，还有一个函数用来返回语句中指定字段的内容。有了这三个函数，就可以方便的提取所需的信息，此时的工作就相对比较简单了。
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第3章 设计方案
3.1 主要方案思路及步骤
编程的主要思想：
因为GPVTG语句包含速度和航向信息。消息格式为： $GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F，所以我们根据GPTVG消息格式的特点确定了编程的主线：通过对逗号的扫描来确定每一段的解析数据，需要进一步解析的就再次解析，从而最终解析出所有我们需要的数据。具体的程序流程图如下： 3.1.1主流程图
图2主程序流程图
主流程序图的解释：
开始对数据的初始化。通过选择语句对输入内容进行判断，键入0，选择解析GPVTG信息程序（调用子函数进行数据解析）；键入1，则结束程序；如果键入其他键则进行报错，重新返回初始状态进行重新的选择。
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3.1.2调用函数流程图：
图3 调用函数流程图
调用函数的流程图解释：
数据初始化，用fopen函数打开文本1，开始进行检测。检测是否读到了“\\0”符号，如果有，说明已经将一条完整的GPVTG信息存入到vtg[i]之中，然后就开始解析GPVTG信息，将结果显示并输出到指定的文本当中；如果还没有检测到“\\0”符号，说明此条GPVTG信息还没有完整的存入到vtg[i]中，还需要继续检测存入。利用feof函数来检测文件位置指针是否到达了文件尾，若到达文件尾则返回一个非0值（真）——结束检测，否则返回0（假）——继续下一条GPVTG信息的检测。
3.1.3解析程序的编写及流程图
解析程序编写的主要思路：
从指定文件中读取GPVTG信息并存入数组，通过对逗号和*号的检测和定位来解析所需要的信息。通过循环嵌套的方式来编写程序。具体流程图如下：
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图4 GPVTG信息解析流程图
解析过程程序流程图的解释：
开始进行数据初始化，然后利用if语句进行检测，检测是否是“，”号，如果是则标志位置加1，即temp++。如果不是则检测是不是“*”号，如果也不是“*”号，根据temp值，来决定数据存储与否。当temp=1， 3， 5，7 时，将进行对数据的存储；如果是“*”号，则存储校验和。
3.2程序的编写及调试结果
3.2.1 最终程序及其注解
#include \
char analysis(); /*调用函数声明 */ int main() /*主函数*/
{
int j; /*输出显示本小组成员信息和相关信息的解释说明，以及操作步骤的要求*/ printf(\**\\n\
printf(\
printf(\
printf(\ printf(\ printf(\ \\n\ printf(\ printf(\ printf(\
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